JPH10268159A - 光ファイバユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光ファイバとロッドレンズとの間に液体が進
入しない光ファイバユニットを提供する。 【解決手段】 一端側に光ファイバ組付け穴を、他端側
にロッドレンズ組付け穴を略同一軸線上に連通して設け
た筒状ホルダ６と、光ファイバ組付け穴に先端部を接着
固定した光ファイバ３と、ロッドレンズ組付け穴に光フ
ァイバ側が液密状態となるように透明接着剤で接着固定
したロッドレンズ５とを備えて構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、光ファイバの端
面に円柱形状のロッドレンズを取り付け、光ファイバを
伝送してきた光をロッドレンズで平行ビームに変換した
り、ロッドレンズで光を集光して光ファイバへ入力する
構造の光ファイバユニットに係わり、検出体の有無の検
出や、検出体の位置に応じた光量変化を測定して位置制
御を行う光電センサ等に用いて好適な光ファイバユニッ
トに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の光ファイバユニットは、例えば
特開昭６０−１１７２０５号公報に記載されている。ま
た、光ファイバユニットを用いた光電センサは、例えば
特開平３−１１２０２８号公報に記載されている。

【０００３】図５は従来の光ファイバユニットの構造及
びその光ファイバユニットを用いた光電センサの検知部
分の構成を示す図である。図において、１及び２は各々
同一構造の光ファイバユニット、３は光ファイバ、４は
光ファイバ３を被覆するファイバシース、５は屈折率が
中心軸から外周面に向かって放物線状に分布している円
柱状の光学ガラス体によるロッドレンズであり、光を平
行ビームに変換したり、光を集光するものである。

【０００４】６は一端側にファイバシース４を挿入して
組み込む円柱状の第１の組付け穴と、ロッドレンズ５を
挿入して組み込む円柱状の第２の組付け穴とが連通して
設けられたＳＵＳパイプ、７はＳＵＳパイプ６の第１の
組付け穴にファイバシース４を接着すると共に、第２の
組付け穴にロッドレンズ５を接着する接着剤、９は検出
体である。

【０００５】光ファイバユニット１，２を構成する場
合、まず、第１の組付け穴へのファイバシース４の挿入
部分に接着剤７を付着させ、ファイバシース４を第１の
組付け穴に挿入して接着する。次に、ロッドレンズ５の
外周面に接着剤７を部分的に塗布し、図６に示すよう
に、第２の組付け穴に光ファイバ３の端面まで挿入して
接着する。これによって光ファイバユニット１，２が構
成される。

【０００６】また、光ファイバユニット１，２のロッド
レンズ５を、互いの光軸が一直線となるように配置し、
光電センサの検知部を構成する。なお、光電センサの測
定部は図では省略してある。

【０００７】次に動作について説明する。このような構
成の光電センサによって、検出体９の有無の検出や、検
出体９の位置制御を行う場合、まず、一方の光ファイバ
ユニット１において、測定部の発光源から光ファイバ３
を介して出射された光がロッドレンズ５で平行ビームに
変換され、他方の光ファイバユニット２へ出射される。

【０００８】光ファイバユニット２においては、入射光
がロッドレンズで集光され、光ファイバへ入射され、こ
の際の入射光が測定部で測定される。この測定された光
量によって検出体９の位置が認識でき、検出体９を所望
の位置に移動或いは固定する制御を行うことができる。

【０００９】また、検出体９が双方の光ファイバユニッ
ト１，２の光軸上に配置されると、光が遮光されるの
で、その遮光状態を検出することによって検出体９の有
無を検出することができる。

【００１０】以上説明した構成は、光ファイバユニット
１，２間の設定距離を長く設定する場合や、光ファイバ
ユニット１，２の伝達効率を向上させたい場合に有効で
ある。これは、光ファイバ３とロッドレンズ５との組合
せによって伝達効率が向上するからである。

【００１１】また、ＳＵＳパイプ６に光ファイバ３及び
ロッドレンズ５を挿入して接着剤７で固定しているの
で、光ファイバユニット１，２の先端形状を小型化する
ことができる。

【００１２】次に、他の従来例を図７を参照して説明す
る。但し、図７において図５の各部に対応する部分には
同一符号が付してある。

【００１３】図７において、１及び２は光ファイバユニ
ット、３は光ファイバ、４はファイバシース、５はロッ
ドレンズ、６は円柱状の組付け穴が設けられ、この穴に
内部パイプ１０がはめ込まれたＬ字状のＳＵＳパイプ、
７は接着剤、９は検出体、１０は光ファイバ３の位置を
規定する内部パイプである。また、この例では、光ファ
イバ３がＳＵＳパイプ６の全長よりもやや短めにファイ
バシース４から露出されている。

【００１４】光ファイバユニット１，２を構成する場
合、まず、ＳＵＳパイプ６の組付け穴への光ファイバ３
の挿入部分に接着剤７を付着させた後、光ファイバ３を
組付け穴に挿入し、更に光ファイバ３の先端部を内部パ
イプ１０に挿入し、光ファイバ３の端面が内部パイプ１
０の端面と一致するように接着する。

【００１５】次に、ロッドレンズ５の外周面に接着剤７
を部分的に塗布し、ロッドレンズ５を光ファイバ３の端
面まで挿入し、光ファイバユニット１，２を構成する。
この後、光ファイバユニット１，２のロッドレンズ５
を、互いの光軸が一直線となるように配置し、光電セン
サの検知部を構成する。

【００１６】このような構成の光電センサにおいては、
Ｌ字状のＳＵＳパイプ６を使用したので、検知部の取付
けスペースを小さくすることができる。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】従来の光ファイバユニ
ットは以上のように構成されているので、ＳＵＳパイプ
６の組付け穴に外周面に部分的に接着剤７を塗布したロ
ッドレンズ５を挿入して固定した場合、図６に示すよう
に、組付け穴の壁面とロッドレンズ５との接着剤７が塗
布されてない部分に隙間２１ができ、また、ロッドレン
ズ５と光ファイバ３との間に間隙２２ができることがあ
り、このような光ファイバユニット１，２を屋外で使用
した場合、隙間２１から雨水等が進入して間隙２２に溜
まり、この水が溜まった部分で、光ファイバ３からロッ
ドレンズ５への出射光、或いはその逆方向の光が屈折
し、このため光の屈折角度が変わって光伝達が悪化する
などの課題があった。

【００１８】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、光ファイバとロッドレンズとの間
に液体が進入しない光ファイバユニットを得ることを目
的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明に係
る光ファイバユニットは、筒状ホルダに光ファイバ組付
け穴と連通して設けられたロッドレンズ組付け穴に、透
明接着剤で液密状態にロッドレンズを接着固定したもの
である。

【００２０】請求項２記載の発明に係る光ファイバユニ
ットは、筒状ホルダに光ファイバ組付け穴と連通して設
けられたロッドレンズ組付け穴に、光ファイバとの対向
面に空気層を無くして透明接着剤でロッドレンズを接着
固定したものである。

【００２１】請求項３記載の発明に係る光ファイバユニ
ットは、ロッドレンズ組付け穴に接着固定されたロッド
レンズの端面に、接着面が液密状態となるように透明接
着剤でプリズムを接着固定したものである。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。 実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１による光
ファイバユニットの構造及びその光ファイバユニットを
用いた光電センサの検知部分の構成を示す図である。こ
の図１において図５の各部に対応する部分には同一符号
を付す。

【００２３】図１において、１及び２は各々同一構造の
光ファイバユニット、３は光ファイバ、４は光ファイバ
３を被覆するファイバシース、５は屈折率が中心軸から
外周面に向かって放物線状に分布している円柱状の光学
ガラス体によるロッドレンズであり、光を平行ビームに
変換したり、光を集光するものである。

【００２４】６は一端側に内部パイプ１３を挿入して組
み込む第１の組付け穴（光ファイバ組付け穴）と、ロッ
ドレンズ５を挿入して組み込む円柱状の第２の組付け穴
（ロッドレンズ組付け穴）とが連通して設けられたＳＵ
Ｓパイプ（筒状ホルダ）、１３はファイバシース４から
所定長露出した光ファイバ３を挿入して組み込む円柱状
の第３の組付け穴と、ファイバシース４を挿入して組み
込む円柱状の第４の組付け穴とが連通して設けられた内
部パイプ、７は内部パイプ１３の第３の組付け穴に光フ
ァイバ３を接着すると共に、第４の組付け穴にファイバ
シース４を接着する接着剤、８はＳＵＳパイプ６の第２
の組付け穴にロッドレンズ５を接着させる透明接着剤、
９は検出体である。

【００２５】光ファイバユニット１，２を構成する場
合、まず、内部パイプ１３の第３の組付け穴に挿入され
る光ファイバ３と、第４の組付け穴へのファイバシース
４の挿入部分に接着剤７を付着させ、光ファイバ３及び
ファイバシース４を第３及び第４の組付け穴に挿入して
接着する。次に、内部パイプ１３をＳＵＳパイプ６の第
１の組付け穴に挿入してはめ込む。

【００２６】次に、ＳＵＳパイプ６の第２の組付け穴に
透明接着剤８を注入治具等によって注入して充填する。
この後、第２の組付け穴にロッドレンズ５を光ファイバ
３の端面に当接するように挿入する。このようにロッド
レンズ５を挿入すると、ＳＵＳパイプ６の端面に透明接
着剤８が流れ出して付着するので、それを拭き取って研
磨する。これによって光ファイバユニット１，２が構成
される。

【００２７】また、光ファイバユニット１，２のロッド
レンズ５を、互いの光軸が一直線となるように配置し、
光電センサの検知部を構成する。なお、光電センサの測
定部は図では省略してある。

【００２８】次に動作について説明する。このような構
成の光電センサによって、検出体９の有無の検出や、検
出体９の位置制御を行う場合、まず、一方の光ファイバ
ユニット１において、測定部の発光源から光ファイバ３
を介して出射された光がロッドレンズ５で平行ビームに
変換され、他方の光ファイバユニット２へ出射される。

【００２９】光ファイバユニット２においては、入射光
がロッドレンズで集光され、光ファイバへ入射され、こ
の際の入射光が測定部で測定される。この測定された光
量によって検出体９の位置が認識でき、検出体９を所望
の位置に移動或いは固定する制御を行うことができる。

【００３０】また、検出体９が双方の光ファイバユニッ
ト１，２の光軸上に配置されると、光が遮光されるの
で、その遮光状態を検出することによって検出体９の有
無を検出することができる。

【００３１】以上のように、この実施の形態１によれ
ば、ＳＵＳパイプ６の組付け穴に透明接着剤８を充填し
た後、組付け穴にロッドレンズ５を挿入して固定するの
で、組付け穴の壁面とロッドレンズ５の外周面との間に
透明接着剤８が隙間無く付着することになり、これによ
って光ファイバ３の端面部分が液密状態となるので、従
来のようにロッドレンズ５と光ファイバ３との間に水が
進入することがなくなる効果が得られる。

【００３２】従って、従来のように、ロッドレンズ５と
光ファイバ３との間に水が溜まり、この溜まった水で、
光ファイバ３からロッドレンズ５への出射光、或いはそ
の逆方向の光が屈折し、このため光の屈折角度が変わっ
て光伝達が悪化するといったことがなくなる効果が得ら
れる。

【００３３】実施の形態２．この実施の形態２による光
ファイバユニットの構造及びその光ファイバユニットを
用いた光電センサの検知部分の構成は、実施の形態１と
ほぼ同様であるが、以下に説明する点が異なる。

【００３４】光ファイバユニット１，２を構成する場合
に、実施の形態１で説明したと同様に、ＳＵＳパイプ６
の第２の組付け穴に透明接着剤８を注入治具等によって
注入して充填すると、図２に示すように、光ファイバ３
の端面部分に空気層１１を生成することがある。

【００３５】そこで、透明接着剤８を充填した後、ＳＵ
Ｓパイプ６の部分を、透明接着剤８の注入口を上にして
図示せぬ真空装置の真空層に垂直に配置し、真空ポンプ
で吸引しながら真空層を真空状態にする。

【００３６】このようにすると、真空層が真空状態にな
るにつれ、第２の組付け穴に透明接着剤８を注入した際
に生成する空気層１１が上方に浮き出て、最後には透明
接着剤８から抜け出すことになる。

【００３７】空気層１１が透明接着剤８から完全に抜け
出た後に、第２の組付け穴にロッドレンズ５を光ファイ
バ３の端面に当接するように挿入する。以降の構成手順
は実施の形態１と同様であり、このようにして構成され
る光ファイバユニット１，２を用いた光電センサの動作
も同様である。

【００３８】以上のように、この実施の形態２によれ
ば、ＳＵＳパイプ６の組付け穴に透明接着剤８を充填し
た後、その部分を真空層に垂直に配置し、真空層を真空
状態にすることによって透明接着剤８に発生した空気層
１１を抜き出すようにしたので、その後、組付け穴にロ
ッドレンズ５を挿入した場合に、ロッドレンズ５と光フ
ァイバ３との間に空気層１１が介在することがなくなる
効果が得られる。

【００３９】これによってロッドレンズ５と光ファイバ
３の端面同士を当接して接着することができるので、従
来のように光ファイバ３からロッドレンズ５への出射
光、或いはその逆方向の光が空気層１１で屈折し、この
ため光の屈折角度が変わって光伝達が悪化することがな
くなる効果が得られる。

【００４０】実施の形態３．図３はこの発明の実施の形
態３による光ファイバユニットの構造及びその光ファイ
バユニットを用いた光電センサの検知部分の構成を示す
図である。この図３において図１の各部に対応する部分
には同一符号を付す。

【００４１】図３において、１及び２は光ファイバユニ
ット、３は光ファイバ、４はファイバシース、５はロッ
ドレンズ、６は円柱状の貫通した組付け穴が設けられ、
この穴の先端部に光ファイバ３の位置決め用の内部パイ
プ１０がはめ込まれたＬ字状のＳＵＳパイプ、１５はＳ
ＵＳパイプ６の先端部を挿入して組み込む円柱状の第１
の組付け穴と、ロッドレンズ５を挿入して組み込む円柱
状の第２の組付け穴とが連通して設けられた先端パイ
プ、７は接着剤、８は透明接着剤、９は検出体である。

【００４２】光ファイバユニット１，２を構成する場
合、まず、ＳＵＳパイプ６の組付け穴に接着剤７を塗布
し、光ファイバ３を挿入し、更にファイバシース４を組
付け穴に挿入しながら光ファイバ３の先端部を内部パイ
プ１０に挿入する。この時、光ファイバ３とＳＵＳパイ
プ６の端面が平面となるようにする。

【００４３】次に、ＳＵＳパイプ６を先端パイプ１５の
第１の組付け穴に挿入してはめ込む。次に、先端パイプ
１５の第２の組付け穴に透明接着剤８を注入治具等によ
って注入して充填する。この後、先端パイプ１５の部分
を、透明接着剤８の注入口を上にして真空装置の真空層
に垂直に配置し、真空ポンプで吸引しながら真空層を真
空状態にする。これによって、第２の組付け穴に透明接
着剤８を注入した際に生成する空気層１１が上方に浮き
出て、最後には透明接着剤８から抜け出す。

【００４４】空気層１１が透明接着剤８から完全に抜け
出た後に、第２の組付け穴にロッドレンズ５を光ファイ
バ３の端面に当接するように挿入する。この挿入により
ＳＵＳパイプ６の端面に流れ出した透明接着剤８を拭き
取って研磨する。これによって光ファイバユニット１，
２が構成される。

【００４５】また、光ファイバユニット１，２のロッド
レンズ５を、互いの光軸が一直線となるように配置し、
光電センサの検知部を構成する。なお、光電センサの測
定部は図では省略してある。

【００４６】このような構成の光電センサによっても実
施の形態１と同様に、検出体９の有無の検出や、検出体
９の位置制御を行うことが可能となる。

【００４７】以上のように、この実施の形態３によれ
ば、先端パイプ１５の組付け穴に透明接着剤８を充填し
た後、その部分を真空層に垂直に配置し、真空層を真空
状態にすることによって透明接着剤８に発生した空気層
１１を抜き出すようにしたので、その後、組付け穴にロ
ッドレンズ５を挿入した場合に、ロッドレンズ５と光フ
ァイバ３との間に空気層１１が介在することがなくなる
効果が得られる。

【００４８】これによってロッドレンズ５と光ファイバ
３の端面同士を当接して接着することができるので光が
空気層１１で屈折し、このため光の屈折角度が変わって
光伝達が悪化することがなくなる効果が得られる。

【００４９】更に、この実施の形態３の光電センサにお
いては、Ｌ字状のＳＵＳパイプ６を使用したので、検知
部の取付けスペースを小さくすることができる。

【００５０】実施の形態４．図４はこの発明の実施の形
態４による光ファイバユニットの構造及びその光ファイ
バユニットを用いた光電センサの検知部分の構成を示す
図である。この図４において図１の各部に対応する部分
には同一符号を付す。

【００５１】図４において、１は光ファイバユニット、
３は光ファイバ、４はファイバシース、５はロッドレン
ズ、６はファイバシース４を挿入する円柱状の第１の組
付け穴と、光ファイバ３の位置決め用の第２の組付け穴
とが設けられたＳＵＳパイプ、１７はＳＵＳパイプ６を
挿入して組み込む円柱状の第３の組付け穴と、ロッドレ
ンズ５を挿入して組み込む円柱状の第２の組付け穴とが
連通して設けられ、この連通した第３及び第４の組付け
穴が、左右対称に平行に設けられた本体、１８，１９は
三角形のプリズム、７は接着剤、８は透明接着剤、９は
検出体である。

【００５２】光ファイバユニット１を構成する場合、ま
ず、ＳＵＳパイプ６の第１及び第２の組付け穴に接着剤
７を塗布し、光ファイバ３を第２の組付け穴に、ファイ
バシース４を第３の組付け穴に挿入して接着する。

【００５３】次に、ＳＵＳパイプ６を本体１７の第３の
組付け穴に挿入してはめ込む。これは本体１７に左右対
称で平行に設けられた第３の組付け穴において同様に行
われる。

【００５４】次に、本体１７に平行に設けられた双方の
第４の組付け穴に透明接着剤８を注入治具等によって注
入して充填し、この後、本体１７を、透明接着剤８の注
入口を上にして図示せぬ真空装置の真空層に垂直に配置
し、真空ポンプで吸引しながら真空層を真空状態にす
る。これによって、第４の組付け穴に透明接着剤８を注
入した際に生成する空気層１１が上方に浮き出て透明接
着剤８から抜け出す。

【００５５】空気層１１が透明接着剤８から完全に抜け
出た後に、第２の組付け穴にロッドレンズ５を光ファイ
バ３の端面に当接するように挿入する。この挿入により
本体１７の端面に透明接着剤８が流れ出して付着するの
で、その付着した透明接着剤８を利用してプリズム１
８，１９を左右対称に接着する。これによって光ファイ
バユニット１が構成される。同時に、この光ファイバユ
ニット１は、光電センサの検知部となる。なお、光電セ
ンサの測定部は図では省略してある。

【００５６】次に動作について説明する。このような構
成の光電センサによって、検出体９の有無の検出や、検
出体９の位置制御を行う場合、まず、測定部の発光源か
ら一方の光ファイバ３を介して出射された光がロッドレ
ンズ５で平行ビームに変換され、矢印２０で示すように
プリズム１８で反射され、他方のプリズム１９へ出力さ
れる。

【００５７】この出力された平行ビームはプリズム１９
で反射され、他方のロッドレンズで集光された後、光フ
ァイバへ入射され、この入射光が測定部で測定される。
この測定された光量によって検出体９の位置が認識で
き、検出体９を所望の位置に移動或いは固定する制御を
行うことができる。

【００５８】また、検出体９が双方のプリズム１８，１
９の光軸上に配置されると、光が遮光されるので、その
遮光状態を検出することによって検出体９の有無を検出
することができる。

【００５９】以上のように、この実施の形態４によれ
ば、実施の形態２と同様の効果の他に、本体１７の端面
に透明接着剤８でプリズム１８，１９を接着固定するの
で、ロッドレンズ５の端面にプリズム１８，１９が液密
に固定されることになり、これによって、ロッドレンズ
５とプリズム１８，１９との間で正確な光伝送を行うこ
とが出来る効果が得られる。

【００６０】更に、この実施の形態４の光電センサにお
いては、１つの本体１７に１組の光ファイバ３を組み込
んで光電センサの検知部としたので、検知部をより小型
化でき、検知部の取り付け作業、調整を無くすことがで
きる。

【００６１】

【発明の効果】以上のように、請求項１記載の発明によ
れば、光ファイバユニットを、筒状ホルダに光ファイバ
組付け穴と連通して設けられたロッドレンズ組付け穴
に、透明接着剤で液密状態にロッドレンズを接着固定し
て構成したので、光ファイバとロッドレンズとの間に液
体が進入して溜まることが無くなり、従来のようにその
溜まった液体で光の屈折角度が変わり光伝達が悪化する
ことがなくなり、光ファイバとロッドレンズ間で適正な
光伝達を行うことが出来る効果がある。

【００６２】請求項２記載の発明によれば、光ファイバ
ユニットを、筒状ホルダに光ファイバ組付け穴と連通し
て設けられたロッドレンズ組付け穴に、光ファイバとの
対向面に空気層を無くして透明接着剤でロッドレンズを
接着固定して構成したので、光ファイバとロッドレンズ
との間に空気層が介在することにより、光の屈折角度が
空気層で変わって光伝達が悪化することがなくなり、光
ファイバとロッドレンズ間で適正な光伝達を行うことが
出来る効果がある。

【００６３】請求項３記載の発明によれば、光ファイバ
ユニットを、ロッドレンズ組付け穴に接着固定されたロ
ッドレンズの端面に、接着面が液密状態となるように透
明接着剤でプリズムを接着固定して構成したので、ロッ
ドレンズとプリズムとの間で正確な光伝送を行うことが
出来る効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１又は２による光ファイ
バユニットの構造及びその光ファイバユニットを用いた
光電センサの検知部分の構成を示す図である。

【図２】光ファイバとロッドレンズ間に発生する空気層
を示す図である。

【図３】この発明の実施の形態３による光ファイバユニ
ットの構造及びその光ファイバユニットを用いた光電セ
ンサの検知部分の構成を示す図である。

【図４】この発明の実施の形態４による光ファイバユニ
ットの構造及びその光ファイバユニットを用いた光電セ
ンサの検知部分の構成を示す図である。

【図５】従来例による光ファイバユニットの構造及びそ
の光ファイバユニットを用いた光電センサの検知部分の
構成を示す図である。

【図６】光ファイバとロッドレンズ間に生じる間隙を示
す図である。

【図７】他の従来例による光ファイバユニットの構造及
びその光ファイバユニットを用いた光電センサの検知部
分の構成を示す図である。

【符号の説明】

３ 光ファイバ ５ ロッドレンズ ６ ＳＵＳパイプ（筒状ホルダ）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一端側に光ファイバ組付け穴を、他端側
   にロッドレンズ組付け穴を略同一軸線上に連通して設け
   た筒状ホルダと、前記光ファイバ組付け穴に先端部を接
   着固定した光ファイバと、前記ロッドレンズ組付け穴に
   組付け、少なくとも前記光ファイバとの対向面が液密状
   態となるように透明接着剤で接着固定したロッドレンズ
   とを備えた光ファイバユニット。
2. 【請求項２】 一端側に光ファイバ組付け穴を、他端側
   にロッドレンズ組付け穴を略同一軸線上に連通して設け
   た筒状ホルダと、前記光ファイバ組付け穴に先端部を接
   着固定した光ファイバと、前記ロッドレンズ組付け穴に
   組付け、少なくとも前記光ファイバとの対向面に空気層
   を無くして透明接着剤で接着固定したロッドレンズとを
   備えた光ファイバユニット。
3. 【請求項３】 前記ロッドレンズ組付け穴に接着固定さ
   れたロッドレンズの端面に、接着面が液密状態となるよ
   うに透明接着剤でプリズムを接着固定したことを特徴と
   する請求項２記載の光ファイバユニット。